焊接接头微观组织的数值模拟方法及CA模拟结果研究.pdf

焊接接头微观组织的数值模拟方法及CA模拟结果 占小红1 魏艳红”马 瑞2 (1．南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京210016； 2．哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室，哈尔滨150001) sametime．this the resultsofweldmicrostructure 摘要：焊件质量主要依赖于焊接接头微观组织。近些年 paperpresentsprimary simulationbasedOilCAmethod．The is asthe 来，数值模拟被认为是研究焊接接头微观组织演变并依此优 grainmorphologypresented resultsof ofthe primarysimulation，whichreproduces secondary growth 化工艺来提高焊件质量的有效方法。然而，微观组织的数值 armsandthe armsaswellas tertiary competitivegrowing． 模拟是一项极具挑战性的工作，其中还有很多问题有待解 Keywords：Numericalsimulation；Weld 决。本文回顾了用于焊接接头微观组织的数值模拟技术，重 Automaton Carlo；Cellular 点介绍了两种随机性的方法——MonteCar]o(MC)和Cellu— larAutomaton(CA)方法。MC方法通常用于介观层次，并且 其物理基础并不明显。CA方法具有一定的物理背景，并且 考虑了微观组织进展中的随机现象，是一种极具潜力的方 1 引言 法。本文基于CA方法进行了焊缝凝固过程晶粒生长的模 焊接构件中，焊缝的微观组织对焊接接头的性 拟，初步计算了焊缝中心等轴晶和熔池边缘柱状晶的生长形 能有着重要影响。焊缝组织的形成过程复杂，受诸 态，计算结果明显再现了二次、三次枝晶的生长及竞争生长 等微观现泉。 多因素影响。因此，焊缝凝固过程中微观组织演变 关键词：数值模拟；焊接接头；微观组织；泉特卡罗；元胞 的研究是一个复杂而重要的领域。由于焊接过程是 自动机 一个不平衡的连续冷却过程，具有高温、动态、瞬时 性等特点，基于实验实时观察、检测焊接接头中的微 观组织演变过程目前还难以实现。同时，基于解析 NumericaISimulationMethodsonWeld